揭示出人上皮细胞钙离子通道TRPV6的三维结构

在一项新的研究中，来自美国哥伦比亚大学医学中心的研究人员首次获得一种能够让上皮细胞吸收钙离子的膜孔的详细结构图片。这一发现可能加快开发校正与乳腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌和结肠癌存在关联的钙离子摄取异常的药物。相关研究结果于2017年12月20日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Opening of the human epithelial calcium channel TRPV6”。

尽管人体中的大部分钙元素以矿物质的形式存在于骨骼中，但是这种化学元素以离子形式运送到细胞中的数量是受到精心控制的。钙离子在调控细胞功能中起着至关重要的作用。细胞通过特殊的可根据需要打开和关闭的膜孔或通道调节钙离子摄取。TRPV6是一种位于肠道壁上皮细胞膜中的蛋白通道，促进摄取膳食中的钙离子。TRPV6通道功能异常可能通过破坏对细胞增殖和细胞死亡的控制来促进癌症产生。

这些研究人员采用先进的低温电镜技术来对TRPV6进行成像。低温电镜技术是一种将上千张冻存分子的图片组合成精细的三维图像的成像技术。

通过比较通道蛋白TRPV6在打开和关闭状态下的结构，这些研究人员能够确定这种通道蛋白的核心部分---四个紧密排列的螺旋蛋白片段---发生微小的扭曲，从而允许TRPV6打开。

论文通信作者、哥伦比亚大学医学中心生物化学与分子生物物理学副教授Alexander I。 Sobolevsky博士说，“我们发现这种钙离子通道对每个核心螺旋片段的中间部分发生的变化作为反应而打开，从而导致这些蛋白片段弯曲并向外旋转，这足以产生一个足够宽的开口，允许钙离子通过。”

当需要给细胞提供钙离子时，这种通道蛋白能够快速快速地在打开状态和关闭状态之间切换。

Sobolevsky博士说：“我们的研究结果将有助我们更好地理解TRPV6通道的变化如何导致癌症等人类疾病，并且为开发纠正这些异常的药物提供一种模板。”